第四章

河川徑流BeijingForestryUniversity1高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）第四章

河川徑流BeijingForestryUnive主要內(nèi)容河流與流域正常徑流量計算徑流量的年變化徑流的年內(nèi)分配枯水徑流河流泥沙BeijingForestryUniversity2高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）主要內(nèi)容河流與流域BeijingForestryUniv河流與流域基本概念河系特征流域特征BeijingForestryUniversity3高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）河流與流域基本概念BeijingForestryUniv基本概念河流和水系干流和支流外流河和內(nèi)流河河流分段流域BeijingForestryUniversity4高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）基本概念河流和水系BeijingForestryUniv河流和水系河流—地表水在重力的作用下，沿著陸地表面上的線形凹地流動，并匯集于各級河槽上經(jīng)?；蜷g歇性的水流及河槽（河床）是構(gòu)成河流的兩個因素水系—大小河流構(gòu)成脈絡(luò)相通的水流系統(tǒng)干流—直接入?；騼?nèi)陸湖泊的河流匯入干流的河流叫一級支流；流入一級支流的稱二級支流；依次類推。如渭河是黃河的一級支流，徑河是黃河二級支流。BeijingForestryUniversity5高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）河流和水系河流—地表水在重力的作用下，沿著陸地表面上的線形凹黃土高原地貌與水系BeijingForestryUniversity6高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）黃土高原地貌與水系BeijingForestryUniv水系橫貫自然景觀，如同身體中的血管BeijingForestryUniversity7高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）水系橫貫自然景觀，如同身體中的血管BeijingFores水系的命名外流河—流入海洋的河流，如長江、黃河內(nèi)流河—凡流入內(nèi)陸湖泊或消失于沙漠中的河流，如新疆的塔里木河，青海的布喀河

水系一般以干流命名，取長度最長，水量最大的作為干流但有時也根據(jù)習(xí)慣來決定，如大渡河比岷江長度和水量都大，但習(xí)慣上一直把大渡河作為岷江的支流BeijingForestryUniversity8高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）水系的命名外流河—流入海洋的河流，如長江、黃河Beijing河流的分段河源：河流的發(fā)源地，長江的正源為托托河；黃河的正源為卡日曲上游：河谷狹、比降陡、流量小、流速大、沖刷占優(yōu)勢、河槽多為基巖或礫石、多急灘、瀑布。黃河—內(nèi)蒙托克托縣河口鎮(zhèn)，長江—湖北宜昌中游：中游比降與流速減小、流量加大、沖刷淤積都不嚴重、河槽多為粗沙。長江—江西的湖口，黃河—河南孟津下游：比降與流速更小、流量更大、淤積占優(yōu)勢、多淺灘沙洲、河槽多細沙或淤泥河口：河流的出口處，河流注入海洋或湖泊處，有大量的泥沙淤積形成三角洲。一條河流直接注入另一河流的叫支流河口BeijingForestryUniversity9高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）河流的分段河源：河流的發(fā)源地，長江的正源為托托河；黃河的正源流域的概念分水線：當?shù)匦蜗騼蓚?cè)傾斜，使雨水分別匯集到兩條河流中去，這一起著分水作用的脊線，山脊線的連線為分水線，分水線兩邊的雨水分別匯入不同的流域流域：匯集地面水和地下水的區(qū)域。它是分水線所包圍的區(qū)域，地面分水線與地下分水線分別構(gòu)成地面集水區(qū)和地下集水區(qū)。由于受地質(zhì)構(gòu)造的影響，有時地面水和地下水的分水線不完全重合，將發(fā)生兩個相鄰流域的水量交換。一般大中流域交換水量比流域總水量小得多，而對于小流域或巖溶地區(qū)的流域，這種地下的水量交換占流域總水量的比重較大。閉合流域—流域的地面、地下水的分水線重合時非閉合流域—流域地面、地下分水線不重合時，即本流域與鄰近流域有水量交換BeijingForestryUniversity10高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）流域的概念分水線：當?shù)匦蜗騼蓚?cè)傾斜，使雨水分別匯集到兩條河流降水區(qū)域和流域面積的界限BeijingForestryUniversity11高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）降水區(qū)域和流域面積的界限BeijingForestryU河系特征水系形狀

根據(jù)干流與支流的分布及組合情況的不同，可分以下幾種類型扇形水系：各支流較集中地匯于干流。流域呈扇形或圓形羽狀水系：干流較長，支流從左右岸相間呈羽狀匯入干流平行水系：若干近似乎行的支流匯入干流。如淮河蚌埠以上地區(qū)的水系就是平行水系?；旌蠣钏?大多數(shù)河流的水系并不是由單一的某種水系過程，一般都包括上述兩種或三種形式，把這種由兩種以上的水系復(fù)合而成的水系為混合狀水系。BeijingForestryUniversity12高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）河系特征水系形狀BeijingForestryUnBeijingForestryUniversity13高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）BeijingForestryUniversity13高河長

在河槽中各斷面的最低點的聯(lián)線稱為溪線，或中泓線。從河口到河源，沿河道溪線量得的距離為河長，單位為km。一般小比例尺的地形圖不易找出河源，可將干流最上游的看得清的溪線，沿垂直于等高線的方向延長至分水線即河長的終點。河長是確定河流落差、比降、匯流時間和流量的重要參數(shù)。量算河長可用細線、曲線計或小分規(guī)順彎逐段量取。BeijingForestryUniversity14高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）河長

在河槽中各斷面的最低點的聯(lián)線稱為溪線，或中泓線。Bei河網(wǎng)密度

單位流域面積內(nèi)干、支流的總長度稱河網(wǎng)密度?？捎孟率接嬎悖?/p>

河網(wǎng)密度＝干、支流總長度/流域面積

河網(wǎng)密度表示一個地區(qū)河網(wǎng)的疏密程度。它是流域中徑流發(fā)展的標志之一。河網(wǎng)密度越大，流域被洪水切割程度越大，徑流匯集較快；河網(wǎng)密度小，徑流匯集慢，流域排水不良。BeijingForestryUniversity15高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）河網(wǎng)密度

單位流域面積內(nèi)干、支流的總長度稱河網(wǎng)密度。可用下河流的彎曲系數(shù)某河流的實際長度與河流直線長度之比稱河流的彎曲系數(shù)。它表示河流平面形狀的彎曲程度。彎曲系數(shù)越大，表明河流越彎曲，徑流匯集相對較慢，對航運及排洪不利。河流的彎曲系數(shù)＝河流的實際長度/河流的直線長度BeijingForestryUniversity16高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）河流的彎曲系數(shù)某河流的實際長度與河流直線長度之比稱河流的彎曲河流的平面形態(tài)河流按流經(jīng)地區(qū)特性可分成山區(qū)河流和平原河流。山區(qū)河流平面形態(tài)復(fù)雜，多急彎、卡口，兩岸和河心常有突出的巨石，河岸曲折不齊，寬度變化大。在平原河道中，由于河水的環(huán)流和沖淤作用，河道常常表現(xiàn)為蜿蜒的平面形態(tài)。在河流的凹岸，水深較大稱為深槽，深槽對岸為淺灘，表現(xiàn)為凸岸。BeijingForestryUniversity17高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）河流的平面形態(tài)河流按流經(jīng)地區(qū)特性可分成山區(qū)河流和平原河流河流的縱橫斷面河流的斷面可分為縱斷面和橫斷面?？v斷面是指河底高程沿河長的變化，一般用縱斷面圖表示。橫斷面是指垂直于流向的斷面。兩邊以河岸為界，下面以河底為界。分單式及復(fù)式兩種，單式端面水面寬度隨水深的變化沒有突變點，是連續(xù)變化的，而復(fù)式斷面水面寬度隨水深的變化有突變點，是不連續(xù)的。BeijingForestryUniversity18高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）河流的縱橫斷面河流的斷面可分為縱斷面和橫斷面。Beijing河流橫斷面類型BeijingForestryUniversity19高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）河流橫斷面類型BeijingForestryUniver河流的比降河槽縱斷面特征可用落差、比降和河槽平均坡度表示落差是指河段兩端的河底高程差河道的總落差是指河源至河口的高程差比降指河段落差與相應(yīng)河段長度之比即單位河長的落差河底比降＝河段上、下游兩點的高程差/河段長度當河槽縱斷面呈折線時，通過下游端斷面河底處作一斜線（AB），使此斜線以下面積與原河底線以下面積相等。AB線的坡度即為河槽的平均坡度。BeijingForestryUniversity20高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）河流的比降河槽縱斷面特征可用落差、比降和河槽平均坡度表示BeBeijingForestryUniversity21高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）BeijingForestryUniversity21高河道平均比降的計算(h0+h1)l1/2+(h1+h2)l2/2＋(h2+h3)l3/2+………+(hn-1+hn)ln/2=(h0+JL+h0)L/2整理后可得到河槽的平均坡度J={(h0+h1)l1+(h1+h2)l2+………+(hn-1+hn)ln-2h0L}/L2其中L為河長，li為各段河長，hi為相應(yīng)各段的河底高程。BeijingForestryUniversity22高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）河道平均比降的計算(h0+h1)l1/2+(h1+h2)l2河流橫比降河流橫斷面的水面，一般并不是水平的，而是橫向傾斜或凹凸不平的，這種河流表面橫向的水面傾斜稱為橫比降。

產(chǎn)生橫比降的原因主要有三個：其一是地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)力，其二是河流轉(zhuǎn)彎處的離心力，其三是洪水漲落的影響。BeijingForestryUniversity23高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）河流橫比降河流橫斷面的水面，一般并不是水平的，而是橫向傾斜或產(chǎn)生橫比降的原因分析地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)力，在北半球總是作用于物體運動方向的右側(cè)，因此，河流有向右運動的傾向，從而使右岸水面高于左岸。在河流轉(zhuǎn)彎處，由于離心力的作用使凹岸的水面高于凸岸。在漲水時河槽水位和流量劇增，兩岸阻力大流速小，而中間流速大，水位的增率比兩岸大，因此中間水面高，兩岸水面低，河流表面呈凸形；相反，在落水時，水位和流速的減率中間大兩岸小，使得兩岸水面高而中間水面低，河流表面呈凹形。BeijingForestryUniversity24高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）產(chǎn)生橫比降的原因分析地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)力，在北半球總是作用于產(chǎn)生橫比降的原因分析由于水面橫比降的存在，使河流的橫斷面上產(chǎn)生一種水內(nèi)環(huán)流，它與流向垂直,水內(nèi)環(huán)流隨水流運動呈螺旋狀向前運動。河流轉(zhuǎn)彎處的水內(nèi)環(huán)流表現(xiàn)為：在水面上水由凸岸流向凹岸在河底處水由凹岸流向凸岸河流左轉(zhuǎn)彎時，環(huán)流按順時針方向旋轉(zhuǎn)BeijingForestryUniversity25高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）產(chǎn)生橫比降的原因分析由于水面橫比降的存在，使河流的橫斷面上產(chǎn)產(chǎn)生橫比降的原因分析河流右轉(zhuǎn)彎時，環(huán)流按逆時針方向旋轉(zhuǎn)。由于河流轉(zhuǎn)彎處水內(nèi)環(huán)流的影響，使凹岸受到?jīng)_刷，被沖刷的泥沙帶到凸岸淤積，從而使河流越來越彎曲。漲水時水內(nèi)環(huán)流表現(xiàn)為：在水面上水由中間流向兩岸，再河底處由兩岸流向中間，漲落水時的水內(nèi)環(huán)流使河流橫斷面由單式變?yōu)閺?fù)式，即由單一的拋物線型演變成W型BeijingForestryUniversity26高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）產(chǎn)生橫比降的原因分析河流右轉(zhuǎn)彎時，環(huán)流按逆時針方向旋轉(zhuǎn)。由于在水面上水由凸岸流向凹岸在河底處水由凹岸流向凸岸BeijingForestryUniversity27高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）在水面上在河底處BeijingForestryUniveBeijingForestryUniversity28高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）BeijingForestryUniversity28高流域特征（一）、流域的幾何特征

流域面積：流域分水線和出流斷面所包圍的面積稱流域面積，單位為km2。流域面積是河流的重要特征。它不僅決定河流的水量也影響徑流的過程。在其它因素相同時，一般流域面積越大，河流的水量也越大，對徑流的調(diào)節(jié)作用也大,洪水過程較為平緩，枯水流量相對較大；面積越小，流量也越小，如遇短歷時暴雨常很容易形成陡漲陡落的洪水過程，枯水流量也較小。是一個非常重要的特征值，一般可用求積儀法、數(shù)方格法、稱重法等進行測定。BeijingForestryUniversity29高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）流域特征（一）、流域的幾何特征B流域的長度和平均寬度流域長度為河源到河口幾何中心的長度，單位為km，如果流域左右岸對稱，一般可以用干流長度代替。具體求算時以河口為中心，任意長為半徑，畫出若干圓弧，各交流域的邊界于兩點，這些弧線中點的連線的長度即為流域長度。流域的平均寬度是指流域面積與流域長度的比值比較狹長的流域，水的流程長、徑流不易集中，洪峰流量較小。反之，徑流容易集中，洪水威脅大。BeijingForestryUniversity30高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）流域的長度和平均寬度流域長度為河源到河口幾何中心的長度，單位流域形狀系數(shù)流域形狀系數(shù)Ke是流域分水線的實際長度與流域同面積圓的周長之比。流域形狀與圓的形狀相差越大，流域形狀系數(shù)Ke,也越大。Ke值接近于1時，說明流域的形狀接近于圓形,這樣的流域易造成大的洪水。Ke值越大，流域形狀越狹長，徑流變化越平緩。BeijingForestryUniversity31高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）流域形狀系數(shù)流域形狀系數(shù)Ke是流域分水線的實際長度與流域同面流域不對稱系數(shù)不對稱系數(shù)Ka表示流域左右岸面積分布的不對稱程度。流域的不對稱系數(shù)是左右岸面積之差與左右岸面積之和的比值?！饔虻牟粚ΨQ系數(shù)，當Ka愈大時，流域愈不對稱。左、右流域面積內(nèi)的來水也愈不均勻。徑流不易集中，調(diào)節(jié)作用大。BeijingForestryUniversity32高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）流域不對稱系數(shù)不對稱系數(shù)Ka表示流域左右岸面積分布的不對稱程（二）流域地形特征

流域平均高度：指流域范圍內(nèi)地表平均高程。可用下式計算H0=(a1h1+a2h2＋...+anhn)/A式中H0——流域平均高度mai——相鄰兩等高線間的面積，km2hi——相鄰兩等高線的平均高度，mA——流域總面積，km2BeijingForestryUniversity33高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）（二）流域地形特征

流域平均高度：指流域范圍內(nèi)地表平均高程。流域地形特征流域平均坡度：是坡地漫流過程的一個影響因素，在流域洪水匯流計算時，是一個重要參數(shù)。按下式計算J=(a1J1+a2J2＋...+anJn)/A式中J—流域平均坡度Ji—相鄰兩等高線間的平均坡度ai—相鄰兩等高線間的面積，km2A—流域面積，km2面積－高程曲線：有些水文要素隨高程而變，為了研究其對水文特征值的影響，要了解面積隨高程的分布情況面積高程曲線可通過求積儀量算相鄰兩條等高線間的面積，并將高于一定高程的累積面積與該高程作圖而得BeijingForestryUniversity34高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）流域地形特征流域平均坡度：是坡地漫流過程的一個影響因素，在流（三）流域自然地理特征流域的地理位置：流域地理位置是以流域中心和流域邊界的地理坐標的經(jīng)緯度來表示流域的地理位置是說明離海洋的距離以及與其他較大山脈的相對位置，它影響水汽的輸送和降雨量的大小。BeijingForestryUniversity35高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）（三）流域自然地理特征流域的地理位置：流域地理位置是以流域中流域的氣候條件流域的氣候因素包活降水、蒸發(fā)、氣溫、濕度、氣壓及風(fēng)速等。河川徑流的形成和發(fā)展主要受氣候因素控制，俄羅斯著名氣候?qū)W家A.H.沃那伊科夫認為，河流是氣候的產(chǎn)物。降水量的大小及分布，直接影響徑流的多少，蒸發(fā)量年、月徑流量有重大影響。氣溫、濕度、風(fēng)速、氣壓等主要通過影響降水和蒸發(fā)而對徑流產(chǎn)生間接影響。BeijingForestryUniversity36高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）流域的氣候條件流域的氣候因素包活降水、蒸發(fā)、氣溫、濕度、氣壓流域的土壤、巖石性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造土壤、巖石性質(zhì)主要指土壤結(jié)構(gòu)和巖石水理性質(zhì)，如水容量、給水度、持水性、透水性等地質(zhì)構(gòu)造指斷層、折皺、節(jié)理、新構(gòu)造運動等，這些因素與下滲損失、地下水運動、流域侵蝕有關(guān)，從而影響徑流及泥沙情勢。BeijingForestryUniversity37高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）流域的土壤、巖石性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造土壤、巖石性質(zhì)主要指土壤結(jié)構(gòu)和流域自然地理特征流域的植被：主要包括植被類型、在流域內(nèi)的分布狀況、復(fù)被率、郁閉度、生物量、生長狀況等等。植被是影響徑流最為積極的因素之一，它能夠起到涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)徑流的作用。流域內(nèi)湖泊與水庫：湖泊和水庫對徑流有著巨大的調(diào)節(jié)作用，流域內(nèi)湖泊和水庫越多，對河川徑流的調(diào)節(jié)作用越大BeijingForestryUniversity38高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）流域自然地理特征流域的植被：主要包括植被類型、在流域內(nèi)的分布河道類型Bach-undFluss-typologie:Tiefen/Breitenver-h?ltnis:Esl?sstsichdarausauchderTypdesSediment-transportesunddieStabilit?tderUferableiten.Ingeschiebe-reichenWildb?chentrittvorallemderTypNr.5auf.(THORNEetal.1997,S.180)河道模式分叉

蛇曲

直線河道懸移輸沙河床輸沙混合輸沙BeijingForestryUniversity39高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）河道類型Bach-undFluss-typologie:河流類型IndieserTypisierungwerdendenunverzweigtendieverzweigtenGwerinnegegenüber-gestelltunddengestrecktendiegewundenen.Die?anastomosedrivers“tretenbeiWild-b?chenkaumauf.DiegeradenB?chesindmeistdurchFelsufervorgepr?gt.M?andertretenbesondersinGebietenmitUfernauskoh?sivemMaterialauf,w?hrenddieFurka-tionsgerinnesichbeinichtkoh?sivemMaterialbilden.(THORNEetal.1997,S.182)直線蜿蜒BeijingForestryUniversity40高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）河流類型IndieserTypisierungwerd河流類型L?ngsprofileinessteilenBachesmittypischemTümpel-Stufen-System(Stufen-Becken-System).DieStufenwerdenvielfachvonverkeiltengrobenBl?ckengebildet,diedemSystemhoheStabilit?tverleihen.(AusDITTRICH1998,S.47,nachSCH?CHLI1991),Plaikbach,BadDürnbergbeiHallein.DieBildungdiesesStufen-TümpelsystemsisteinSelbstorganisationsprozessmitStabilisierungseffekt.DieserBachlauf-TypkommtvorallemindenoberstenOberl?ufenvor.BeijingForestryUniversity41高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）河流類型L?ngsprofileinessteilen跌水—池塘—系統(tǒng)Stufenbildensichinsteilemgrobblockigem(Mor?nen)-Materialh?ufigaus(li)Auchinhei?enQuellen(YellowstoneNP)bildensichsolcheStufendurchOrganismenwachstum;vertikaleM?andrierungBeijingForestryUniversity42高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）跌水—池塘—系統(tǒng)Stufenbildensichin河溪類型GrobblockigesGeschiebeerh?htdieBachbettrauhigkeit;AbstürzedissipierensehrvielkinetischeEnergieinfolgehoherTurbulenzundLuftdurchmischung(YellowstoneNationalpark1993)BeijingForestryUniversity43高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）河溪類型GrobblockigesGeschiebeer河道分叉類型QuerprofileinesFurkationsbachesH?henma?stab10fachnachLISLE&MADEJ,1992);

Tagliamento,Italieneinerderletztengro?enFurkationsflüsseinMitteleuropaFurkationnachHochwasser1987imStubai-TalTirol(Ruez)海拔BeijingForestryUniversity44高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）河道分叉類型QuerprofileinesFurkati河道分叉類型EntstehungvonB?nkenundVerzweigungennachKNIGHTON(1998)心灘沉積橫向轉(zhuǎn)換河灘分割急流險灘BeijingForestryUniversity45高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）河道分叉類型EntstehungvonB?nkenun分叉類型DerübergangvomM?anderzumFurkations-flu?gehtsehrunvermitteltundwirdbeiBegradigun-genvonB?chenoftungewolltmitnachteiligenFolgenerzielt.(nachKHAN1971,zit.nachSIMONS&SENTüRK1992,S.34)彎曲坡度BeijingForestryUniversity46高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）分叉類型DerübergangvomM?anderz蛇曲類型M?anderbildunginsehrflachenBereichenmitwenigerSedimenttransportundkoh?sivenUferbank-Material.LinksM?anderimWestsibierischenTiefland,rechtsM?anderbachimYellowstoneNationalpark.BeijingForestryUniversity47高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）蛇曲類型M?anderbildunginsehrfla蛇曲類型DasWasserflie?tineinemGerinneschraubenartigundvertieftdadurchdieAu?enseiteeinesBogens,w?hrendanderInnenseiteMaterialabgelagertwird.DadurchentstehendieasymetgrischenQuerproürlichflie?enderB?cheundFlüsse.(ausKNINGHTON1998,S.218).BeijingForestryUniversity48高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）蛇曲類型DasWasserflie?tineinemBeijingForestryUniversity49高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）BeijingForestryUniversity49高河溪分類坡度過水斷面俯視圖河流類型BeijingForestryUniversity50高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）河溪分類坡度過水斷面俯視圖河流類型BeijingFores河道等級系統(tǒng)BeijingForestryUniversity51高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）河道等級系統(tǒng)BeijingForestryUnivers正常徑流量計算在一個年度內(nèi)，通過河川某一斷面的水量，稱為該斷面以上流域的年徑流量。河川徑流在時間上的變化過程有一個以年為周期循環(huán)的特性，這樣，我們就可以用年為單位分析每年的徑流總量以及徑流的年際與年內(nèi)分配情況，掌握它們的變化規(guī)律，用于預(yù)估未來各種情況下的變化情勢。河川徑流量是以降水為主的多因素綜合影響的產(chǎn)物表現(xiàn)為任一河流的任一斷面上逐年的天然年徑流量是各不相同的，有的年份水量一般，有的年份水量偏多，有的年份則水量偏少。BeijingForestryUniversity52高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）正常徑流量計算在一個年度內(nèi)，通過河川某一斷面的水量，稱為該斷多年平均徑流量年徑流量的多年平均值稱為多年平均徑流量多年平均徑流量Q＝∑Qi/n∑Qi各年的年徑流量之和n——年數(shù)。在氣候和下墊面基本穩(wěn)定的條件下，隨著觀測年數(shù)的不斷增加，多年平均年徑流量Q趨向于一個穩(wěn)定數(shù)值，這個穩(wěn)定數(shù)值稱為正常年徑流量。BeijingForestryUniversity53高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）多年平均徑流量年徑流量的多年平均值稱為多年平均徑流量Beij多年平均年徑流量與正常年徑流量正常年徑流量是反映河流在天然情況下所蘊藏的水資源，是河川徑流的重要特征值。在氣候及下墊面條件基本穩(wěn)定的情況下，可以根據(jù)過去長期的實測年徑流量，計算多年平均年徑流量來代替正常年徑流量。但是正常年徑流量的穩(wěn)定性不能理解為不變性，因為流域內(nèi)沒有固定不變的因素。就氣候和下墊面條件來說，也是隨著地質(zhì)年代的進展而變化，只不過這種變化非常緩慢，可以不用考慮但是大規(guī)模的人類活動，特別是對下墊面條件的改變將使正常年徑流量發(fā)生顯著變化。BeijingForestryUniversity54高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）多年平均年徑流量與正常年徑流量正常年徑流量是反映河流在天然情正常年徑流量的推算方法根據(jù)觀測資料的長短或有無，正常年徑流量的推算方法有三種：有長期實測資料，有短期實測資料和無實測資料。有長期實測資料有短期實測資料無實測資料BeijingForestryUniversity55高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）正常年徑流量的推算方法根據(jù)觀測資料的長短或有無，正常年徑流量有長期實測資料時正常年徑流量的計算實測系列足夠長、具有代表性，計算的多年平均值趨于穩(wěn)定流域特性不同，其平均值趨于穩(wěn)定所需時間也不會相同對于那些年徑流的變差系數(shù)Cv變化較大的河流，所需觀測系列要長一些，反之則短些當滿足以上條件時，可用算術(shù)平均法直接計算出Q=∑Qi/nn-為觀測年數(shù)Qi---為某年的年徑流量此法的關(guān)鍵是分析資料的代表性，即各種特征值，同時還要同鄰近流域進行對比分析BeijingForestryUniversity56高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）有長期實測資料時正常年徑流量的計算實測系列足夠長、具有代表性有短期實測資料時正常年徑流量的推算短期實測資料是指一般僅有幾年或十幾年的實測資料，且資料的代表性較差。如果利用算數(shù)平均法直接計算將會產(chǎn)生很大的誤差，因此，計算前必須把資料系列延長，提高其代表性。延長資料的方法，主要是通過相關(guān)分析，即通過建立年徑流量與其密切相關(guān)的要素（稱為參證變量）之間的相關(guān)關(guān)系，然后利用有較長觀測系列的參證變量來展延研究變量年徑流量的系列BeijingForestryUniversity57高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）有短期實測資料時正常年徑流量的推算短期實測資料是指一般僅有幾參證變量的選擇（1）參證變量與研究變量在成因上是有聯(lián)系的。當需要借助其他流域資料時，參證流域與研究流域也需具備同一成因的共同基礎(chǔ)）。（2）參證變量的系列要比研究變量的系列長。（3）參證變量與研究變量必須具有一定的同步系列，以便建立相關(guān)關(guān)系。當有好幾個參證變量可選時，可以選擇與研究變量關(guān)系最好的作為首選參證變量，也可以同時選擇好幾個參證變量，建立研究變量與所選參證變量間的多元相關(guān)關(guān)系?？傊?，以研究成果精度的高低作為評判參證變量選擇好壞的標準。水文上常用的參證變量是年徑流量資料和年降水量資料。BeijingForestryUniversity58高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）參證變量的選擇（1）參證變量與研究變量在成因上是有聯(lián)系的。當利用年徑流資料展延插補資料系列在研究流域附近有長期實測年徑流量資料，或研究站的上、下游有長期實測年徑流量資料的水文站。經(jīng)分析，證明其徑流形成條件相似后，可用兩者的相關(guān)方程延長插補短期資料。當資料很少，不足以建立年相關(guān)時，也可先建立月相關(guān)，展延插補月徑流量，然后計算年徑流量。BeijingForestryUniversity59高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）利用年徑流資料展延插補資料系列在研究流域附近有長期實測年徑流例4—1今有某河流擬在乙站處修建水庫，乙站流域面積F＝1200km2，具有1956—1959年、1964—1966年共7年實測年徑料，需展延插補該站系列，以提供水庫水文設(shè)計依據(jù)。乙站上游的甲站，流域面積F=820km2，有1952—1971年共20年較長系列，經(jīng)分析甲站可作為參證站BeijingForestryUniversity60高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）例4—1今有某河流擬在乙站處修建水庫，乙站流域面積F＝1表4-1實測年徑流資料年份19521953195419551956甲站8.7316.517.610.110.1乙站15.4年份19571958195919601962甲站8.19154.676.618.13乙站12.5257.0年份19631964196519661967甲站10.225.97.462.368.93乙站40.412.03.76年份196819691970甲站7.075.656.26乙站BeijingForestryUniversity61高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）表4-1實測年徑流資料年份195219531954195可見，兩站相關(guān)點據(jù)密集，可通過相關(guān)點群中心定一條單一曲線，乙站缺測資料年份即可用此相關(guān)線插補和外延，最后可得20年資料。計算20年的算術(shù)平均值即為乙站正常年徑流量

BeijingForestryUniversity62高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）可見，兩站相關(guān)點據(jù)密集，可通過相關(guān)點群中心定一條單一曲線，乙表4-2乙站平均流量插補延長年份19521953195419551956甲站8.7316.517.610.110.1乙站13.625.727.415.815.4年份19571958195919601962甲站8.19154.676.618.13乙站12.5257.010.312.7年份19631964196519661967甲站10.225.97.462.368.93乙站15.940.412.03.7613.9年份196819691970甲站7.075.656.26乙站11.08.829.77BeijingForestryUniversity63高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）表4-2乙站平均流量插補延長年份195219531954利用年降水資料展延插補資料系列

一般降水資料容易取得，資料系列也較徑流資料為長，當不能用徑流資料延長時，可用流域內(nèi)或流域外降水資料進行展延插補。但必須分析降水與徑流的關(guān)系地好壞。一般在濕潤地區(qū)降水充沛，徑流系數(shù)大，徑流量與降水量間的相關(guān)關(guān)系較密切，而在干旱地區(qū)或半干旱地區(qū)，蒸發(fā)量大，大部分降水消耗于蒸發(fā)，年徑流量與年降水量之間的關(guān)系不夠密切，此時，可適當增加參證變量，如降雨強度等。當資料很少時，也可通過建立月降水量與月徑流量間的相關(guān)關(guān)系，然后推算年徑流量BeijingForestryUniversity64高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）利用年降水資料展延插補資料系列一般降水資料容易取得，資料系計算實例

例4—2某河支流有甲、乙兩站(圖4—3)，甲站流域面積為992km2，有1953一1955年、1959—1969年實測年徑流量資料，而甲、乙兩站同時具有較長期的降水資料(表4—3)。需插補甲站缺測年份流量資料BeijingForestryUniversity65高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）計算實例

例4—2某河支流有甲、乙兩站(圖4—3)，甲年份195319541955195619571958甲站徑流22.455.624.0降水1345.72305.41396.21598.61603.21073.8乙站降水1559.92493.01526.61961.61712.41313.6年份195919601961196219631964甲站徑流23.124.220.519.817.215.7降水1576.81604.81487.31530.81292.81276.8乙站降水1660.41681.61577.31594.41452.21491.0年份196519661967196819691970甲站徑流15.620.821.011.426.5降水1298.71504.71478.61204.41589.41542.3乙站降水1461.51571.71603.41186.21771.61631.7BeijingForestryUniversity66高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）年份195319541955195619571958甲站徑流計算實例由于乙站無實測徑流資料，甲站缺測年份只能采用本流域的降雨徑流關(guān)系插補。甲站以上流域平均降水量，可用甲乙兩站年降水量算術(shù)平均值求得。甲站以上年徑流深h用下式計算，h=QT/F/1000(mm)BeijingForestryUniversity67高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）計算實例由于乙站無實測徑流資料，甲站缺測年份只能采用本流域的計算實例以甲站各年徑流深與流域平均雨深點繪關(guān)系(圖4—4)，由圖可見，關(guān)系尚密切，可以定線使用。根據(jù)年降雨徑流相關(guān)圖，就可以由甲站以上平均雨量資料插補甲站缺測年份之年徑流然后計算正常年徑流量。BeijingForestryUniversity68高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）計算實例以甲站各年徑流深與流域平均雨深點繪關(guān)系(圖4—計算成果年份1956195719581970備注年平均流量31.527.110.424.8多年平均流量=22.8BeijingForestryUniversity69高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）計算成果年份1956195719581970備注年平均流量計算實例例4-3某流域甲、乙、丙三站有較長期降雨資料，甲站流域面積F=5800km2,僅有1967一1970年四年短期徑流資料，需延長甲站徑流系列。甲站實測各月平均流量及三站相應(yīng)年份各月降雨量如表4—5、表4—6BeijingForestryUniversity70高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）計算實例例4-3某流域甲、乙、丙三站有較長期降雨資料，甲站流表4、5甲站測實流量

月123456年196715.125.047.1109165325196820.526.660.4179215147196919.42.380.482.1141160197029.231.430.214221990月789101112196791.521110247.590.329.4196823811210470.478.329.2196913610558.913392.217.319701743821436.383.271.2BeijingForestryUniversity71高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）表4、5甲站測實流量月123456年196715.12甲乙丙各站降雨量（mm）

年份站1234561967甲9.72l.348.076.99138.4406.9乙9.121.046.579.6160.8295.0丙9.220.332.389.8152.5374.51968甲乙丙1969甲乙丙1970甲乙丙BeijingForestryUniversity72高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）甲乙丙各站降雨量（mm）年份站1234561967甲9.計算實例甲站實測流量資料較短，流域內(nèi)其他站又無實測流量資料，故用流域內(nèi)三個雨量站資料，點繪出流域月平均降雨深與甲站平均徑流深相關(guān)圖，由圖可見，相關(guān)點群較為散亂。但仔細分析各月相關(guān)點的分布尚有一定的規(guī)律，11月至次年1月為該河的枯水季節(jié)；由于此期間蒸發(fā)量較大，且農(nóng)業(yè)用水較多，相關(guān)線偏右。2月至5月，相關(guān)點在兩相關(guān)線之中，為此，根據(jù)點群的分布規(guī)律，可定出三組相關(guān)線。BeijingForestryUniversity73高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）計算實例甲站實測流量資料較短，流域內(nèi)其他站又無實測流量資料，計算實例延長甲站缺測年份徑流資料時，可用流域內(nèi)三個雨量站資料，求出各月流域平均雨深，再在相關(guān)圖上相應(yīng)曲線插補各月徑流資料。其他步驟同上例。上述三個例子的相關(guān)分析都屬圖解相關(guān)法，即利用研究變量和參證變量的同步資料，點繪經(jīng)驗相關(guān)點據(jù)然后根據(jù)點群的分布情況和趨勢，通過點群中心，目估定出一條平均線這種方法簡便、靈活，可以在目估定線時，充分考慮個別點據(jù)的偏離，合理定線。由誤差理論可知，每于個點據(jù)出現(xiàn)在不位同置的機率是不同的，考慮到這種情況，對個別偏離很大的點據(jù)，不能與其他集中的點據(jù)一律看待，相關(guān)線應(yīng)根據(jù)大多數(shù)點據(jù)定出BeijingForestryUniversity74高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）計算實例延長甲站缺測年份徑流資料時，可用流域內(nèi)三個雨量站資料無實測資料時正常年徑流量的推求由于我國的水文站網(wǎng)還不是很完善，只在一些較大的河流上有水文觀測站，而在實際工作中常常遇到的小流域，根本沒有徑流量的觀測資料，甚至連降雨資料也沒有因此，在計算正常年徑流量時，需要利用一些特殊的方法，常用的方法有等值線圖法、水文比擬法、徑流系數(shù)法和水文查勘法BeijingForestryUniversity75高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）無實測資料時正常年徑流量的推求由于我國的水文站網(wǎng)還不是很完善等值線圖法把相同數(shù)值的點連接起來的線叫等值線。在地圖上把觀測到的水文特征值標記出來，然后把相同數(shù)值的各點連成等值線，即可構(gòu)成該特征值的等值線圖閉合流域多年徑流量的主要影響因素是氣候因素，而氣候因素有地區(qū)性，即降雨量與蒸發(fā)量具有地理分布規(guī)律。因此，受降雨量和蒸發(fā)量影響的多年平均年徑流量也具有地理分布規(guī)律。利用這一特點繪制多年平均年徑流量的等值線圖，并用它來推算無實測資料地區(qū)的多年平均年徑流量。BeijingForestryUniversity76高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）等值線圖法把相同數(shù)值的點連接起來的線叫等值線。在地圖上把觀測等值線圖法由于徑流量的多寡與流域面積的大小有直接關(guān)系，為了消除這項影響，多年平均年徑流量等值線圖一般以徑流深或徑流模數(shù)為度量單位。河川任一斷面的徑流量是由該斷面以上流域面積上各點的徑流匯集而成，所以不能將多年平均年徑流深值點繪在該觀測斷面處，而應(yīng)點繪在與多年平均年徑流深最接近流域平均值的那一點。在實際工作中，一般點繪在流域面積的形心處（可作不同方向平分流域的直線，其交點即為形心）。在山區(qū)，徑流量有隨高程增加而增大的趨勢，因此應(yīng)將多年平均年徑流深值點繪在流域平均高程處。目前，各?。▍^(qū)）編制的水文手冊一般都繪有本?。▍^(qū)）的多年平均年徑流深和各種頻率的年徑流深等值線圖BeijingForestryUniversity77高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）等值線圖法由于徑流量的多寡與流域面積的大小有直接關(guān)系，為了消應(yīng)用等值線圖推求步驟先在圖上勾繪出流域的分水線，再找出形心，而后根據(jù)等值線內(nèi)插讀出形心處的多年平均年徑流深值。如果流域面積較大或地形復(fù)雜，等值線分布不均勻，也可用加權(quán)平均法推算，即：Y0=(y1f1+y2f2+....ynfn)/F式中yi——相鄰兩徑流深等值線的平均值，fi——相鄰兩等值線間面積；F——流域面積，Y0——多年平均年徑流深。等值線圖法一般對大流域查算的結(jié)果精度高一些。對于小流域，因小流域可能不閉合和河槽下切不深，不能匯集全部地下徑流，所以使用等值線圖有可能導(dǎo)致結(jié)果偏大或偏小，應(yīng)結(jié)合具體條件加以適當修正。BeijingForestryUniversity78高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）應(yīng)用等值線圖推求步驟先在圖上勾繪出流域的分水線，再找出形心，水文比擬法水文現(xiàn)象具有地區(qū)性，如果某幾個流域處在相似的自然地理條件下，則其水文現(xiàn)象具有相似的發(fā)生、發(fā)展、變化規(guī)律和相似的變化特點。與研究流域有相似自然地理特征的的流域稱為相似流域（即參證流域）。水文比擬法就是以流域間的相似性為基礎(chǔ)，將相似流域的水文資料移用至研究流域的一種簡便方法。移用相似流域研究資料的方法較多，如選擇相似流域的徑流模數(shù)、徑流深度、徑流量、徑流系數(shù)以及降水徑流相關(guān)圖等。但是，地球上不可能有兩個流域完全一致，或多或少存在一些差異，倘若相似流域與研究流域之間僅在個別因素上有些差異時，可以考慮不同的修正系數(shù)加以修正BeijingForestryUniversity79高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）水文比擬法水文現(xiàn)象具有地區(qū)性，如果某幾個流域處在相似的自然地水文比擬法若研究流域與相似流域的氣象條件和下墊面因素基本相似，僅流域面積有所不同，這時只考慮面積的影響，則研究流域的正常年徑流量有如下關(guān)系式：Q研/F研＝Q參/F參如果使用徑流深或徑流模數(shù)，則不需需修正即可直接使用若兩流域的年降水量有不同時，則Q研/P研＝Q參/P參式中P研和P參—分別為研究流域與參證流域的年降水量BeijingForestryUniversity80高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）水文比擬法若研究流域與相似流域的氣象條件和下墊面因素基本相似水文比擬法的應(yīng)用水文比擬法是在缺乏等值線圖時是一個較為有用的方法。即使在具有等值線圖的條件下，而研究流域面積較小，它的年徑流量受流域自身特點的影響很大，因此對研究流域影響水文特征值的各項因素進行一些分析，可以避免盲目地使用等值線圖而未考慮局部下墊面因素所產(chǎn)生的較大誤差。因此，對于較小流域，水文比擬法更有實際意義BeijingForestryUniversity81高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）水文比擬法的應(yīng)用水文比擬法是在缺乏等值線圖時是一個較為有用的徑流系數(shù)法當小流域內(nèi)（或附近）有年雨量資料，且雨量與徑流關(guān)系密切時，可利用多年平均降雨量與徑流量間的定量關(guān)系計算年徑流量W＝1000×C×P×F式中W—多年平均徑流總量，m3C—該地區(qū)年徑流系數(shù)，與研究區(qū)植被、地形、地質(zhì)、主河道長度等因素有關(guān)，可通過調(diào)查并參考省、地《水文手冊》確定。P—研究地區(qū)多年平均降雨量（mm），可從省、地區(qū)的《水文手冊》查出，或向附近水文站、雨量站查詢。F—研究流域的集水面積（km2）。本方法計算成果的準確程度取決于徑流系數(shù)，如所選徑流系數(shù)精度較高可獲比較正確的結(jié)果BeijingForestryUniversity82高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）徑流系數(shù)法當小流域內(nèi)（或附近）有年雨量資料，且雨量與徑流關(guān)系水文查勘法對于完全沒有資料，也找不到相似流域的小河或間歇性河流，此時可進行水文查勘，收集水文資料，進行正正常年徑流量的估算。這項任務(wù)一般是通過野外實地查勘訪問，了解多年期間典型水位過程線，河道特性，建立水位流量關(guān)系曲線，從而推算出近似的流量過程線，并估算其正常年徑流量。水文查勘工作，不僅對完全無資料的小河有必要，就是對有資料的大流域也是不可缺少的。BeijingForestryUniversity83高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）水文查勘法對于完全沒有資料，也找不到相似流域的小河或間歇性河正常年徑流量推求方法小結(jié)上述幾種方法外，還可利用經(jīng)驗公式推求年正常徑流量（或以多年平均年徑流量代替）。由于經(jīng)驗公式都是根據(jù)各地實測資料分析得出的，有其局限性，這些經(jīng)驗公式一般可以在當?shù)氐摹端氖謨浴分胁榈谩Ｐ枰赋觯簽闈M足工程設(shè)計或規(guī)劃的需要，為慎重起見一般不只用一種方法計算，往往運用幾種方法推算的成果相互驗證，以保證計算成果的精度。BeijingForestryUniversity84高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）正常年徑流量推求方法小結(jié)上述幾種方法外，還可利用經(jīng)驗公式推求水文與水資源學(xué)作業(yè)（一）某水文站控制面積為797km2，有均勻分布的7個雨量站。1998年年平均流量為47.8km3/s，該年各雨量站的年降雨量列于下表。試求該流域1998年年徑流量、年徑流深、年平均徑流模數(shù)和年平均徑流系數(shù)。測站編號1234567年降雨量(mm)2330.62559.62527.52546.02763.82544.02694.7BeijingForestryUniversity85高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）水文與水資源學(xué)作業(yè)（一）某水文站控制面積為797km2，有徑流量的年變化常年徑流量反映了河流擁有水量的多少，但并不反映具體某一年的水量，這是因為徑流量是一個隨機變量，每年的數(shù)值都不相同所致，即徑流量具有年際變化。由于河川徑流是流域自然地理因素綜合影響的產(chǎn)物氣候因素具有明顯得年際變化特征，即使較為穩(wěn)定的下墊面因素每年都不盡相同，因此，受其影響的河川徑流量也具有明顯的年際變化。BeijingForestryUniversity86高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）徑流量的年變化常年徑流量反映了河流擁有水量的多少，但并不反映徑流量的年際變化年際變化就是徑流量每年都不相同，有些年份大，有些年份小。每一條河川年徑流的變化，都具有本流域自然地理條件所賦予的特點，這些特點主要是反映在徑流年變化的幅度上。在雨量豐沛的地區(qū)如我國東南沿海及華南一帶，年降水量變化小，因而年徑流變化也?。欢谟炅肯鄬^少而且在時間分配上相當集中的地區(qū)，如華北、西北地區(qū)，降雨量的年際變化大，徑流量的年際變化也大BeijingForestryUniversity87高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）徑流量的年際變化年際變化就是徑流量每年都不相同，有些年份大，徑流量的年際變化推求徑流量的年際變化最好用成因分析法進行推求，但由于年徑流量在時間上的變化是氣候因素和自然地理因素共同作用、相互綜合的產(chǎn)物而這些影響因素本身又受其他許多因素的影響和制約，因果關(guān)系相當復(fù)雜，現(xiàn)階段的科學(xué)水平，尚難完全應(yīng)用成因分析法可靠地求出其變化規(guī)律同時，前后相距幾年的年徑流之間并無顯著的關(guān)系，各年徑流間可認為彼此獨立，其變化具有偶然性，因此，只能利用概率論和數(shù)理統(tǒng)計的方法研究其發(fā)生、變化的情勢。應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計方法計算年徑流量變化，實際上就是計算相應(yīng)于某一頻率的設(shè)計年徑流量，按其資料情況的不同可分為兩種情況BeijingForestryUniversity88高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）徑流量的年際變化推求徑流量的年際變化最好用成因分析法進行推求數(shù)理統(tǒng)計方法重現(xiàn)期：等量或超量的水文特征值平均多少年出現(xiàn)一次。重現(xiàn)期＝1/頻率一般情況下，計算洪水時頻率<50%,計算枯水時頻率>50%,因此，計算枯水的重現(xiàn)期的公式為：重現(xiàn)期＝1/(1-頻率).經(jīng)驗頻率的計算公式P=m/n*100%P=m/(n+1)*100%其中：m為研究序列由大到小排列時的序號、n為序列總長，即研究數(shù)據(jù)的數(shù)量BeijingForestryUniversity89高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）數(shù)理統(tǒng)計方法重現(xiàn)期：等量或超量的水文特征值平均多少年出現(xiàn)一次有實測資料時設(shè)計年徑流量的計算具有實測年徑流量資料時年際變化的計算，就是要確定某一指定頻率的年徑流量。常用的計算方法為適線法。計算工作大致可分為三部分：①資料表性的審查與分析；②選配頻率曲線，確定統(tǒng)計參數(shù)（均值，變差系數(shù)Cv，偏差系數(shù)Cs）；③按照某一指定頻率推求年徑流量BeijingForestryUniversity90高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）有實測資料時設(shè)計年徑流量的計算具有實測年徑流量資料時年際變化計算步驟如下a.將實測資料由大到小排序，并計算經(jīng)驗頻率P＝m/(n+1)*100,點繪經(jīng)驗頻率曲線。b.計算年徑流量的多年平均值Y＝∑Yi/nc.計算變差系數(shù)Cv=1/Y*{∑（Yi-Y）/(n-1)}1/2d.假設(shè)Cv=0.3,Cs=2Cv=0.6，查表得出相應(yīng)于某一頻率的模比系數(shù)Kp。e.利用Kp乘以年徑流量的多年平均值Y,可得到相應(yīng)于某一頻率的徑流量。f.將頻率和對應(yīng)的徑流量值點繪在頻率曲線圖上，并與經(jīng)驗頻率進行對比，如果二者比較吻合，則選配的頻率曲線是合理的，由此計算的年徑流量值也滿足要求。否則，應(yīng)重新假設(shè)Cs，重復(fù)以上步驟，直至滿足要求。BeijingForestryUniversity91高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）計算步驟如下a.將實測資料由大到小排序，并計算經(jīng)驗頻率PBeijingForestryUniversity92高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）BeijingForestryUniversity92高BeijingForestryUniversity93高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）BeijingForestryUniversity93高BeijingForestryUniversity94高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）BeijingForestryUniversity94高BeijingForestryUniversity95高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）BeijingForestryUniversity95高BeijingForestryUniversity96高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）BeijingForestryUniversity96高BeijingForestryUniversity97高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）BeijingForestryUniversity97高BeijingForestryUniversity98高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）BeijingForestryUniversity98高BeijingForestryUniversity99高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）BeijingForestryUniversity99高BeijingForestryUniversity100高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）BeijingForestryUniversity100缺乏實測資料時設(shè)計年徑流量的計算缺乏實測年徑流量資料時年際變化的計算，關(guān)鍵是通過其他間接資料確定統(tǒng)計參數(shù)Cv、Cs、和多年平均徑流量Q其中Q可由前面介紹的方法求得剩下的問題就是如何求變差系數(shù)Cv、偏差系數(shù)Cs。BeijingForestryUniversity101高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）缺乏實測資料時設(shè)計年徑流量的計算缺乏實測年徑流量資料時年際變確定Cv的方法—等值線圖法年徑流量的Cv值，主要取決于氣候因素的變化程度及其它自然地理因素對徑流的調(diào)節(jié)程度。由于氣候因素具有緩慢變化的地區(qū)分布規(guī)律，這便是繪制和使用年徑流量Cv值等值線圖的依據(jù)。一般流域機構(gòu)和?。▍^(qū)）都繪制有年徑流量變差系數(shù)Cv的等值線圖。但是Cv與流域面積大小有關(guān)，當其他條件相同時，流域面越大，其調(diào)節(jié)性能就大，Cv則越小。BeijingForestryUniversity102高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）確定Cv的方法—等值線圖法年徑流量的Cv值，主要取決于氣候因等值線圖法的應(yīng)用而Cv等值線圖一般是用較大流域資料繪制的（因為小河目前尚缺乏較長的實測資料）因此，使用Cv等值線圖時要注意研究流域的面積是否在使用面積范圍之內(nèi)。如果將使用面積在范圍以外的小流域直接在圖上查得Cv值，必然比實際的偏小，因此必須進行修正BeijingForestryUniversity103高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）等值線圖法的應(yīng)用而Cv等值線圖一般是用較大流域資料繪制的（因水文比擬法在缺乏實測資料時，也可設(shè)法直接移用鄰近測站年徑流量的Cv值，但要注意參證流域的氣候條件、自然地理條件與設(shè)計流域應(yīng)基本相似。如不符合上述條件，會造成很大的誤差。BeijingForestryUniversity104高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）水文比擬法在缺乏實測資料時，也可設(shè)法直接移用鄰近測站年徑流量經(jīng)驗公式法通過觀測研究直接建立的Cv與其主要影響因子間的相關(guān)關(guān)系，可以在與其自然地理條件相似的沒有資料的地區(qū)應(yīng)用。但是由于各地自然地理條件的差異，對Cv起作用的影響因子和各影響因子所起的作用是不同的。因此，經(jīng)驗公式都具有很大的局限性。使用時一般不能超出經(jīng)驗公式所規(guī)定的允許范圍BeijingForestryUniversity105高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）經(jīng)驗公式法通過觀測研究直接建立的Cv與其主要影響因子間的相關(guān)水利水電科學(xué)研究院水文研究所對于F＜1000km2的流域給出的經(jīng)驗公式為：Cv=1.08*Cvp*(1-a)/{0.8(ao+0.10)}式中Cvp—為流域年降雨量的變差系數(shù)；a—多年平均徑流系數(shù)（小數(shù)計）；ao—地下徑流占總徑流量的百分數(shù)（小數(shù)計）嘉陵江流域的經(jīng)驗公式為：Cv=0.426/M0.21

式中M為正常徑流模數(shù)（l/s.km2）。BeijingForestryUniversity106高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）水利水電科學(xué)研究院水文研究所對于F＜1000km2的流域給經(jīng)驗公式的應(yīng)用缺乏資料地區(qū)年徑流量偏差系數(shù)Cs值的估算，一般通過Cv與Cs的比值定出。在多數(shù)情況下，常采用Cs/Cv=2.0。對于湖泊較多的流域，因Cv較小，可采用Cs<2Cv,半干旱及干旱地區(qū)則常用Cs≥2CvBeijingForestryUniversity107高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）經(jīng)驗公式的應(yīng)用缺乏資料地區(qū)年徑流量偏差系數(shù)Cs值的估算，一般徑流的年內(nèi)分配河川徑流量在一年內(nèi)的變化稱為年內(nèi)分配。天然河流的徑流量在一年之內(nèi)的變化，一方面呈現(xiàn)出明顯的洪、枯水季節(jié)交替的規(guī)律另一方面，這種交替對于不同河流或同一河流不同年份都不一致，即各時段的徑流量以及洪、枯水季節(jié)的起止時間，由于受各種自然因素綜合的影響，而帶有一定的偶然性。影響徑流年內(nèi)分配的因素很多，但主要的是流域氣象因素和與流域調(diào)蓄能力有關(guān)的自然地理因素BeijingForestryUniversity108高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）徑流的年內(nèi)分配河川徑流量在一年內(nèi)的變化稱為年內(nèi)分配。Beij影響徑流年內(nèi)分配的氣象因素我國大部分地區(qū)為季風(fēng)氣候區(qū)，降雨多集中在雨季，冬天僅有少量降雪，因此，徑流量的年內(nèi)變化在很大程度上受著年內(nèi)降水量年內(nèi)分配的控制。例如，長江水系上游支流汛期出現(xiàn)于7一8月，中下游支流汛期出現(xiàn)于5一8月，均與雨量最大的4個月相呼應(yīng)。在我國北方，因河流冬季凍結(jié)，流域內(nèi)往往有少量積雪，春天融雪和解凍補給河流一部分水量，形成與降雨過程不相應(yīng)的漲水過程，即所謂春汛或桃花汛。BeijingForestryUniversity109高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）影響徑流年內(nèi)分配的氣象因素我國大部分地區(qū)為季風(fēng)氣候區(qū)，降雨多影響徑流年內(nèi)分配的地理因素流域調(diào)蓄能力的大小決定于流域的土壤、植被、水文地質(zhì)、地貌等等條件。如果流域的土壤吸水性很強，在雨季大量的雨水下滲到深層，蓄積在土壤之中，使流域土壤蓄水及地下蓄水量增加，在雨季過后，蓄積在土壤和地下的水分慢慢流出補給給河流，從而使徑流的年內(nèi)分配趨于均勻。土壤蓄水能力越強，徑流量的年內(nèi)變化越小。流域內(nèi)如有調(diào)蓄作用較大的湖泊、水庫等，徑流的年內(nèi)變化更趨于均勻。另外，流域越大，流域內(nèi)自然條件的差異越顯著，某個因素對徑流的影響程度越小，從而使徑流的年內(nèi)變化減弱。BeijingForestryUniversity110高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）影響徑流年內(nèi)分配的地理因素流域調(diào)蓄能力的大小決定于流域的土壤徑流年內(nèi)分配的計算的方法時序分配法歷時曲線法BeijingForestryUniversity111高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）徑流年內(nèi)分配的計算的方法時序分配法BeijingFores時序分配法具有長期實測徑流資料時，一般采用典型年法來確定徑流年內(nèi)分配。在實測年資料中，找出具有代表性的一些年份作為典型年，再計算其年內(nèi)徑流的數(shù)量分配。由于年內(nèi)分配情況與年水量大小有關(guān)，一般選擇三種典型年，即多水年、少水年和中水年來描述徑流的年內(nèi)徑流分配。選擇典型年的一般原則：按過去發(fā)生的過程來選擇：流域在一定的氣候和自然地理條件下曾經(jīng)發(fā)生過的徑流分配，將來可能會重新出現(xiàn)相近的分配。BeijingForestryUniversity112高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）時序分配法具有長期實測徑流資料時，一般采用典型年法來確定徑流時序分配法選取多水年、少水年和中水年典型年時，一般取與設(shè)計年水量相近的實際年分。對水量相近的幾個年份，其年內(nèi)分配應(yīng)取平均情況。但在水利計算中可以考慮選取其中對工程不利的一種分配，較為安全。在缺乏資料時徑流年內(nèi)分配的計算，一般是根據(jù)氣候因素及自然地理因素相似，選擇具有充分資料的測站作為參證站，移用參證站典型年的年內(nèi)分配，然后按照本站各種指定頻率的流量數(shù)值進行分配。BeijingForestryUniversity113高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）時序分配法選取多水年、少水年和中水年典型年時，一般取與設(shè)計年歷時曲線法時序分配法是用徑流年過程線的形式具體說明徑流量的年內(nèi)分配而在水利發(fā)電、灌溉、航運及環(huán)境規(guī)劃設(shè)計時，尚需要年內(nèi)徑流歷時分配情況，即一年內(nèi)大于和等于某一個流量值的累積時間。解決這類問題就需要用歷時曲線法。BeijingForestryUniversity114高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）歷時曲線法時序分配法是用徑流年過程線的形式具體說明徑流量的年歷時曲線法日流量歷時曲線的繪制，是應(yīng)用實測的日平均流量資料將所需研究的典型年的全部日流量由大到小排列，可劃分為若干組再統(tǒng)計得每組流量出現(xiàn)的累積日數(shù)，并轉(zhuǎn)變?yōu)槔鄯e頻率這樣，就可用水位歷時曲線的制作方法繪制年內(nèi)日流量歷時曲線。在日流量歷時曲線上，可查得指定流量值的持續(xù)歷時及各組流量持續(xù)歷時的分配情況BeijingForestryUniversity115高甲榮河川徑流（水文與水資源學(xué)）歷時曲線法日流量歷時曲線的繪制，是應(yīng)用實測的日平均流量資料B枯水徑流當河流的絕大部分水源由地下水補給時，稱為枯水徑流枯水經(jīng)歷的時間稱為枯水期，當月平均水量占全年水量的比例小于5％時，則屬于枯水期?？菟话惆l(fā)生